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统一建模语言UML 教程学习目标◆掌握UML的基本概念、通用机制、扩展机制和规则◆掌握静态建模和动态建模机制◆了解物理架构建模和基于UML的统一建模过程统一建模语言UML教学内容5.1 UML的基本概念5.2 UML语言概述5.3 静态建模5.4 动态建模5.5 物理架构建模5.6 基于UML的统一建模过程——RUP本章小结5.1 UML的基本概念主要教学内容：5.1.1 UML语言的产生5.1.2 UML的定义5.1.3 UML的目标5.1.4 UML语言的应用5.1 UML的基本概念— UML的产生5.1.1 UML语言的产生1995年10月发布了称之为统一方法（Unified Method）的UM0.8。
1996年6月和10月分别发布了UML0.9 和UML0.91两个新的版本，并将UM重新命名为UML（Unified Modeling Language）。
1997年1月正式公布了UML1.0 ，11月，OMG（Object Management Group）接纳UML1.1为基于面向对象技术的标准建模语言。
2001年，UML1.4修订完毕。
5.1 UML的基本概念— UML的定义5.1.2 UML的定义UML是一种可视化的、用于绘制软件蓝图的标准建模语言。
可以用UML对软件系统的各种制品（包括程序、文档等）进行描述。
UML作为一种语言提供了用于交流的词汇表和使用这些词汇的规则，它由一些符号和一套指示如何使用这些符号的规则构成，可以利用这些明确定义的符号和相应的规则，建立待开发系统的各种模型。
5.1 UML的基本概念— UML的目标5.1.3 UML的目标◆利用面向对象概念为系统建模（不仅仅是编制软件）。
◆易于使用、表达能力强，可以进行可视化建模。
◆与具体的实现无关，应用于任何语言平台和工具平台，创建一种所有人和所有机器都可以使用的建模语言。
◆与具体的过程无关，可普遍应用于软件开发的过程。
统一建模语言UML课程教学大纲一、课程的性质、任务和目的该课程为计算机专业课，主要介绍面向对象的系统分析和建模语言UML 的基本概念、发展历程、UML语言的特点和使用UML进行系统分析建模的基本过程。
为从事面向对象的软件开发和设计等应用系统的开发奠定一个坚实的基础。
二、课程的基本内容和要求：一UML简介教学任务：1．传统的软件开发方法介绍2．面向对象分析和设计技术3．UML语言的发展和特点教学要求：介绍传统的软件工程开发方法，包括生命周期法和原型法等，同时介绍面向对象分析和设计方法，了解UML作为面向对象方法的国际标准的基本特点和发展历程。
二UML语言概述教学任务：1．UML语言的基本结构2．UML语言模型和图形3．视图、图、模型组织、公共机制、扩展机制4．使用UML建模5．UML支持的工具教学要求：简要介绍UML语言的概念、组成内容和定义方法，以便读者进一步了解UML语言以及正确掌握其方法。
这里的基本内容包括：UML模型、图形、视图、图、模型组织等。
三USE CASE 图教学任务：1．USE CASE图概述2．用例图USE CASE3．活动者和角色4．描述用例5．测试用例6．实现用例教学要求：介绍USE CASE图的基本用法，能够熟练的使用USE CASE图进行问题论域的分析，绘制USE CASE图。
四对象类图和对象图教学任务：1．对象类图2．对象类的关联3．聚合和组合4．泛化和依赖5．对象图与接口6．高级对象类与模板7．对象类图的用法教学要求：介绍对象类图与对象图的表示方法，能够熟练的使用对象类图和对象图表达对象的静态结构和对象之间的关联，掌握高级对象类与模板的特殊用法。
五交互图教学任务：1．顺序图2．协同图3．交互图的应用教学要求：介绍交互图的一般表示方法，能够熟练的使用两种交互图（顺序图和协同图）表示对象之间的消息传递的时间顺序，掌握顺序图和协同图在表达问题的异同。
六状态图1教学任务：1．状态机和状态图2．转移3．并发状态图4．状态图的应用教学要求：介绍状态图一般表示方法，能够熟练的使用状态图表示系统模型的状态变化的动态特征，掌握状态机和状态图的转化关系以及状态图的基本应用。
《UML统一建模语言》课程教学大纲一课程说明1.课程基本情况课程名称：UML统一建模语言英文名称：Unified Modeling Language课程编号：2414223开课专业：信息管理与信息系统开课学期：第5学期学分/周学时：3学分/3学时课程类型：专业选修课2．课程性质（本课程在该专业的地位作用）UML统一建模语言是计算机科学与技术、信息管理与信息系统专业的专业选修课。
本课程的任务是通过介绍统一建模语言UML和一些相关的建模知识，使得学生掌握一些软件开发和设计过程中有效的建模知识和方法，同时使得学生掌握在Microsoft Office Visio或Rose环境下用UML分析和设计，学会使用UML 建模工具，为系统和科学的软件开发打下良好的基础。
同时培养学生的分析、设计能力和工程思想。
3．本课程的教学目的和任务。
通过本课程的学习，使学生学习和掌握系统的基本概念和基本理论，了解UML统一建模语言的基本原理和技术，掌握管理UML统一建模语言开发的基本方法和技能；要求学生能读懂软件开发队伍中各个成员绘制的各类UML图，能根据软件需求进行系统分析与设计，并绘制UML图，能将设计模式应用到实际软件开发中，能对不同的设计进行评估和分析。
4．本课程与相关课程的关系、教材体系特点及具体要求习本课程之前，高级程序设计语言、面向对象程序设计。
5．教学时数及课时分配共（总54）二教材及主要参考书1.UML设计及应用，机械工业出版社；赵从军著，2004年版。
2.面向对象分析与设计：UML2.0版，清华大学出版社；[美] Mike O’Docherty著，2006年版。
3.UML与软件建模，清华大学出版社；徐宝文，周毓明，卢红敏著，2006年版。
4.面向对象设计UML实践，清华大学出版社；[美] Mark Priestley 著，2005年版。
三教学方法和教学手段说明本课程包括讲授与实验两部分。
讲授采用课堂教学方法，大部分内容采用大屏幕投影辅助教学。
统一建模语言UML第二版教学设计课程简介本课程是介绍统一建模语言（UML）第二版的基础知识和应用，是软件工程及计算机科学等专业的重要课程之一。
通过本课程的学习，学生将了解到UML图表的应用领域，掌握UML图表的各种元素和使用方法，并掌握UML建模的基本技能。
教学目标本课程旨在使学生：1.掌握UML第二版的基础知识和应用；2.熟悉UML图表的应用领域、各种元素和使用方法；3.掌握UML建模的基本技能；4.能够运用UML工具进行软件开发的设计、分析和实现。
教学内容第一章 UML概述1.UML的定义、历史和作用2.UML在软件开发中的应用第二章 UML的基本概念1.UML的结构和行为2.UML的关系和模型3.UML的建模过程第三章 UML图表1.用例图2.类图3.对象图4.顺序图5.通信图6.状态图7.活动图8.部署图9.构件图第四章 UML建模实践1.建模开发过程2.使用UML工具进行建模3.应用UML工具进行软件开发教学方法本课程采用讲授、互动和案例分析相结合的教学法。
在这个过程中，教师既是讲解者又是导师，通过展示案例和讲解UML各个方面的知识点，加强学生的理解和运用能力。
教学评估本课程的评估方式包括学生的平时表现和课程设计。
其中，平时表现的评估主要包括课堂听讲和参与讨论的质量，对UML知识的理解和掌握程度等。
课程设计的评估主要体现在学生的设计思路、完整性和规范性等方面。
注意事项1.本课程主要面向软件工程及计算机科学等专业的大学生；2.在教学中，应引导学生严格遵循UML规范，在设计时具有创新思维和实践能力；3.教师要根据学生的理解情况及时调整教学进度和方法，以达到培养学生UML建模能力的目的；4.本课程的教学过程中，应加强学生的练习及应用环节，促进UML建模技能的熟练掌握。
统一建模语言UML 教程学习目标◆掌握UML的基本概念、通用机制、扩展机制和规则◆掌握静态建模和动态建模机制◆了解物理架构建模和基于UML的统一建模过程统一建模语言UML教学内容5.1 UML的基本概念5.2 UML语言概述5.3 静态建模5.4 动态建模5.5 物理架构建模5.6 基于UML的统一建模过程——RUP本章小结5.1 UML的基本概念主要教学内容：5.1.1 UML语言的产生5.1.2 UML的定义5.1.3 UML的目标5.1.4 UML语言的应用5.1 UML的基本概念— UML的产生5.1.1 UML语言的产生1995年10月发布了称之为统一方法（Unified Method）的UM0.8。
1996年6月和10月分别发布了UML0.9 和UML0.91两个新的版本，并将UM重新命名为UML（Unified Modeling Language）。
1997年1月正式公布了UML1.0 ，11月，OMG（Object Management Group）接纳UML1.1为基于面向对象技术的标准建模语言。
2001年，UML1.4修订完毕。
5.1 UML的基本概念— UML的定义5.1.2 UML的定义UML是一种可视化的、用于绘制软件蓝图的标准建模语言。
可以用UML对软件系统的各种制品（包括程序、文档等）进行描述。
UML作为一种语言提供了用于交流的词汇表和使用这些词汇的规则，它由一些符号和一套指示如何使用这些符号的规则构成，可以利用这些明确定义的符号和相应的规则，建立待开发系统的各种模型。
5.1 UML的基本概念— UML的目标5.1.3 UML的目标◆利用面向对象概念为系统建模（不仅仅是编制软件）。
◆易于使用、表达能力强，可以进行可视化建模。
◆与具体的实现无关，应用于任何语言平台和工具平台，创建一种所有人和所有机器都可以使用的建模语言。
◆与具体的过程无关，可普遍应用于软件开发的过程。
◆简单、便于扩展，无需对核心概念进行修改。
◆为面向对象的设计与开发中出现的高级概念提供支持，强调在软件开发中对架构、框架、模式和组件的重用。
◆可升级，具有较强的适用性和可扩展性。
◆能解决复杂系统和关键任务的系统中固有的规模问题。
◆有利于面向对象工具的市场成长。
5.1 UML的基本概念— UML语言的应用5.1.4 UML语言的应用使用面向对象技术设计系统时,首先是描述需求。
其次根据需求建立系统的静态模型,构造系统的结构。
这两步所建立的模型都是静态的，属于UML中的静态建模机制。
第三步是描述系统的行为。
这一步骤中建立的模型或者可以执行,或者表示执行时的时序状态或交互关系,是标准建模语言UML的动态建模机制。
因此，标准建模语言UML的主要内容也可以归纳为静态建模机制和动态建模机制两大类。
5.2 UML语言概述利用UML语言建模有3个主要要素：◆UML的基本构造块◆控制这些构造块如何组合的规则◆作用于整个UML模型的通用机制。
按照层次结构来划分，UML的基本构造块包含：◆视图（View）◆图（Diagram）◆模型元素（Model Element）。
5.2 UML语言概述本节主要内容：5.2.1 视图5.2.2 图5.2.3 UML的模型元素及表示方法5.2.4 UML的通用机制和扩展机制5.2.5 UML的规则5.2 UML语言概述—视图5.2.1 视图视图是用来显示系统的不同方面。
视图并不是图形(Graph)，而是由多个图（Diagram）构成的，是在某一个抽象层上对系统的一个抽象表示。
UML的视图主要有以下5种：◆用例视图（Use Case View）◆逻辑视图（Logical View）◆并发视图（Concurrent View）◆组件视图（Component View）◆部署视图（Deployment View）5.2 UML语言概述—图5.2.2 图图用来描述一个特定视图的内容。
UML中的图由各种图形构成，图形就是各种模型元素符号。
UML提供了静态图和动态图两大类共9种图，用来描述系统的所有视图。
◆静态图（Static Diagram）包括用例图、类图、对象图、组件图和部署图。
◆动态图（Dynamic Diagram）动态图包括状态图、时序图、协作图和活动图。
5.2 UML语言概述—模型元素及表示方法5.2.3 UML的模型元素及表示方法在UML各种图中使用的概念统称为模型元素。
模型元素主要是用标准的图形符号表示的，图形符号本身代表了UML的语法。
由这些图形符号组成的各种模型，则给出UML的语义。
1、UML的模型元素2、UML的元模型结构3、包5.2 UML语言概述— UML模型元素1、UML的模型元素UML定义了两类模型元素，都可用图形符号来表示：◆一类模型元素用于表示模型中的某个概念。
如类、对象、组件、状态、用例、结点（Node）、接口（Interface）、包(Package)、注释(Note)等；◆另一类用于表示模型元素之间相互连接的关系，关系也是模型元素。
如：关联（Association）、泛化（Generalization）、依赖(Dependencey)和聚集(Aggregation)等。
模型元素之间主要连接关系的含义：5.2 UML语言概述—UML的模型元素图5-1 模型元素的图形表示5.2 UML语言概述—元模型结构2、UML的元模型结构UML模型按照语义可定义为4个抽象层次。
从低到高分别是元元模型、元模型、模型和用户模型。
下一层是上一层的基础，上一层是下一层的实例。
5.2 UML语言概述—元模型结构5.2 UML语言概述—元模型结构图5-6 用户模型示例5.2 UML语言概述—包3、包在OO设计中,可将许多类集合成一个更高层次的单位,形成一个高内聚、低耦合的类的集合。
UML把这种将一些模型元素组织成语义上相关的组的分组机制叫包(Package)。
包中的所有模型元素叫作包的内容。
包有时也称为子系统，常用于对模型的组织管理。
包的实例没有任何语义，仅在模型执行期间，包才有意义。
包与包之间可以有关系，允许的关系有：依赖、细化和泛化。
5.2 UML语言概述—通用机制和扩展机制5.2.4 UML的通用机制和扩展机制1、UML的通用机制UML语言在所有的图中都利用一些通用机制来描述图的附加信息，这些信息通常无法利用模型元素的基本功能0来表示，常用的通用机制有：◆规格说明（Specification）◆修饰◆注解5.2 UML语言概述—通用机制和扩展机制2、UML的扩展机制UML是可扩展的，通过它提供的几种扩展机制。
UML提供的扩展机制包括如下方面：（1）构造型（Stereotype）（2）标记值（Tagged Value）（3）约束（Constraint）5.2 UML语言概述— UML的规则5.2.5 UML的规则UML就是一种由符号和一套指示如何使用这些符号的规则组成的建模语言。
其中，符号就是在模型中使用的符号，规则包含语法规则、语义规则和实用规则。
UML从以下几个方面描述符号的语义规则：◆命名：为模型元素起一个名称。
◆范围：给一个模型元素以特定含义的上下文。
◆可见性：如何让其他模型元素使用或看见本模型元素。
◆完整性：各模型如何正确、一致地相互联系。
◆执行：运行或模拟动态模型的含义是什么。
5.3 静态建模主要教学内容：5.3.1 用例模型5.3.2 类和对象模型5.3.3 类之间的关系5.3 静态建模—用例模型5.3.1 用例模型由一组用例图组成，其基本组成部件是用例、角色和系统。
用例是系统中的一个功能单元，是对系统的一个用法的通用描述。
用例描述的是系统的总体功能。
用例之间的关系主要有3种：泛化关系、扩展关系和使用关系。
用例模型的主要作用是：◆确定系统应具备哪些功能，这些功能是否满足系统的需求。
◆为系统的功能提供清晰一致的描述。
◆为系统验证工作打下基础。
5.3 静态建模—类和对象模型5.3.2 类和对象模型在UML中，类和对象模型分别由类图和对象图表示。
类是用一个矩形表示的，并且该矩形由3部分组成：名称部分、属性部分和操作部分。
如图5-9所示。
5.3 静态建模—类和对象模型类的名称：应尽量采用领域中的术语，明确且无歧义。
类的属性，用以描述该类对象的共同特征。
语法为：可见性属性名：类型=缺省值{约束特性}类的操作（Operation）也称为功能，用于属性的状态的改变、查找或执行某些动作。
语法为：可见性操作名（参数表）：返回类型｛约束特性在UML中，类图可描述类和类之间的静态关系，包括关联、聚集、泛化、依赖及细化等关系。
5.3 静态建模—类和对象模型对象与类具有相同的表示形式。
对象图可以看作是类图的一个实例；对象之间的链是类之间相互关联的实例。
对象与类的图形表示相似。
5.3 静态建模—类之间的关系5.3.3 类之间的关系类与类之间存在多种关系，主要有四种：1）关联关系（Association）2）聚集关系（Aggregation）5.3 静态建模—类之间的关系3）泛化关系（Generalization）5.4 动态建模主要教学内容：1、消息2、状态图和时序图3、协作图和活动图5.4 动态建模—消息5.4.1 消息UML的4个动态模型均采用消息这个概念。
对象通过相互间的通信（消息传递）进行合作，并在其生命周期中根据通信的结果不断改变自身的状态。
5.4 动态建模—状态图和时序图5.4.2 状态图和时序图1、状态图（State Diagram）用来描述一个特定对象的所有可能状态及引起其状态转移的事件。
一个状态图包括一系列的状态以及状态之间的转移。
（1）状态（2）状态转移（3）事件（4）状态图之间发送消息5.4 动态建模—状态图和时序图2、时序图（Sequence Diagram）用来描述对象之间动态的交互关系，着重体现对象间消息传递的时间顺序。
时序图存在两个轴：水平轴表示不同的对象，垂直轴表示时间。
时序图中的对象用一个带垂直虚线的矩形框表示，并标有对象名和类名。
垂直虚线是对象的生命线，用于表示在某段时间内对象是存在的。
对象间的通信通过在对象的生命线间传递消息来表示。
消息的箭头指明消息的类型。
5.4 动态建模—协作图和活动图5.4.3 协作图和活动图1、协作图（Collaboration Diagram）用于描述相互协作的对象间的交互关系和链接关系。
着重体现交互对象间的静态链接关系。
（1）链接链接是两个对象之间的一种连接，用于表示对象间的各种关系。
（2）消息流在协作图的链接线上，可以用带有消息串的消息来描述对象间的交互。
5.4 动态建模—协作图和活动图2、活动图（Activity Diagram）显示动作及其结果，它既可用来描述操作（类的方法）的行为，也可以描述用例和对象内部的工作过程。
